CN111576887A - 一种钢筋网智能绑扎机及其捆扎方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢筋网智能绑扎机及其捆扎方法。钢筋网智能捆扎机包括：钢筋捆扎平台；操作控制模块分别连接控制移动机构、送丝机构、捆扎机构；移动机构包括移动平台、行走轴，行走轴设置在钢筋捆扎平台的两侧，移动平台滑动连接在行走轴上，并且移动平台位于钢筋捆扎平台上方；送丝机构设置在移动平台上方，整卷钢丝捆绑钢筋的钢丝安装在送丝机构上并通过其输送到捆扎机构上；捆扎机构包括捆扎机械手、捆扎机、检测相机，捆扎机、检测相机均连接在捆扎机械手，检测相机定位检测待捆扎点的位置并反馈给捆扎机械手，捆扎机械手带动捆扎机对待捆扎点进行捆扎。捆扎机械手配合视觉定位判断进行绑扎，实现高速绑扎，节省大量的人力资源。

Description

一种钢筋网智能绑扎机及其捆扎方法

技术领域

本发明涉及建筑施工设备技术领域，特别涉及一种钢筋网智能绑扎机及其捆扎方法。

背景技术

国内目前钢筋网捆扎方式有两种：一种是人工纯手工捆扎，另一种是人工用一种手持式充电自动化捆扎工具，有完整控制回路，可成捆扎钢筋的所有步骤。其主要特点是：捆扎速度快平均完成1个扎节用时0.8s。是人工手工捆扎的3到4倍。

目前手工捆扎钢筋劳动强度大，单靠手工捆扎往往难以提高工作效率，而且还浪费大量的人力资源，而人工用一种手持式充电自动化捆扎工具作业，虽然效率比纯手工捆扎有了大大的提高，但仍然需要人工作业，手持式充电自动化捆扎工具的高速工作情况下，操作人相对应的劳动强度也大。

发明内容

本发明提供一种钢筋网智能绑扎机及其捆扎方法，旨在解决现有人工作业捆扎钢筋劳动强度大，效率低的问题。

本发明提供一种钢筋网智能捆扎机，包括：

用于摆放待绑钢筋的钢筋捆扎平台；

操作控制模块，所述操作控制模块分别连接控制移动机构、送丝机构、捆扎机构；

移动机构，包括移动平台、行走轴，所述行走轴设置在钢筋捆扎平台的两侧，所述移动平台滑动连接在行走轴上，并且移动平台位于钢筋捆扎平台上方；

送丝机构，所述送丝机构设置在移动平台上方，整卷钢丝捆绑钢筋的钢丝安装在送丝机构上并通过其输送到捆扎机构上；

捆扎机构，包括捆扎机械手、捆扎机、检测相机，所述捆扎机、检测相机均连接在捆扎机械手的一端，所述捆扎机械手的另一端连接在移动平台的下方，所述检测相机定位检测待捆扎点的位置并反馈给捆扎机械手，所述捆扎机械手带动捆扎机对待捆扎点进行捆扎。

作为本发明的进一步改进，所述钢筋捆扎平台设有钢筋定位卡槽、平台输送滚轮，所述钢筋定位卡槽设置在钢筋捆扎平台的侧端并定位钢筋的摆放位置，所述平台输送滚轮驱动钢筋送至待捆扎区。钢筋定位卡槽限定了钢筋的摆放位置，为后续捆扎做好了前期准备，平台输送滚轮用于输送待绑钢筋进去加工区，加工完成后再钢筋输送出加工区。

作为本发明的进一步改进，所述送丝机构包括钢丝卷料台、过渡轮、拉动钢丝移动的驱动轮、送丝软管，所述钢丝卷料台、过渡轮、驱动轮、送丝软管按照钢丝路径设置在安装板上，整卷钢丝安装在钢丝卷料台上，并且钢丝依次经过驱动轮、过渡轮进入送丝软管中，并通过送丝软管输送到捆扎机上。送丝机构用于将钢丝送到捆扎机上，并随时捆扎后钢丝的消耗速度逐步递进输送。

作为本发明的进一步改进，所述捆扎机设有机械手安装面、电源信号接口，所述捆扎机通过机械手安装面固定在捆扎机械手上，所述捆扎机通过电源信号接口连接操作控制模块。将原有的手持式捆扎机通过机械手安装面连接在捆扎机械手上，并通过电源信号接改造，改为捆扎完成后输出捆扎完成信号，实现更高效精确地捆扎。

作为本发明的进一步改进，所述捆扎机械手为六轴机械手，所述检测相机为CCD视觉检测相机，所述捆扎机械手末端设有机械手支架，所述捆扎机、检测相机均连接在机械手支架上，所述捆扎机前端设有剪丝夹臂，所述检测相机的镜头朝向捆扎机的剪丝夹臂的方向。CCD视觉检测相机检测捆扎机要绑扎的位置，当前捆扎点捆扎机能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给六轴机械手，六轴机械手进行位置补偿偏移进行准确定位绑扎。

作为本发明的进一步改进，所述钢筋捆扎平台、送丝机构、捆扎机上均设有感应电极，所述感应电极连接操作控制模块；所述送丝机构的一侧设有感应电极正接点，所述钢筋捆扎平台上设有感应电极负接点，所述送丝机构的另一侧设有钢丝断线感应电极，所述捆扎机上设有钢丝剪断感应电极。设置感应电极，便于系统对钢丝的情况及时反馈，包括铁丝来料状况、铁丝剪断情况。

作为本发明的进一步改进，所述钢筋捆扎平台设有多个垫高台，多个所述设置在钢筋捆扎平台中间并承载钢筋的中部位置。钢筋在平台中间部分受重弯曲，贴在钢筋平台上的部分通过人工垫高，较少钢筋的弯曲程度。

一种钢筋网智能捆扎方法，包括以下步骤：

S1. 在钢筋捆扎平台上根据基建图纸搭建钢筋框架，驱动平台输送滚轮将钢筋平台送至待钢丝捆扎区，并根据钢筋定位卡槽进行放置；

S2. 将钢丝安装在钢丝卷料台上，并通过驱动轮、过渡轮、送丝软管输送到捆扎机上；

S3. 对待捆扎的钢筋网交叉点位置，以及加强筋能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，将当前捆扎点捆扎机能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给捆扎机械手，捆扎机械手对位置补偿偏移后进行准确定位捆扎；

S4. 捆扎机械手带动捆扎机进行捆扎，完成后输出捆扎完成信号；

S5. 通过各段感应电极的电压来判断铁丝来料状况和捆扎后铁丝剪断情况是否正常，若正常则执行S6，若不正常则发出预警；

S6. 捆扎完成后，通过信号反馈，驱动平台输送滚轮将钢筋平台传送出钢丝捆扎区外。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，加强筋能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，包括：判断钢筋网的交叉点位置是否满足处于加强筋的V形小筋正下方±20mm范围内，若满足则将结果及捆扎点需要偏移的位置数据发送给捆扎机械手；若不满足，则设定捆扎机械手自动跳过不捆扎，继续往下一个点判断。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5具体包括：

S51. 铁丝来料状况判断：操作控制模块感知送丝机构上钢丝断线感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警；

S52. 铁丝剪断情况判断：操作控制模块感知捆扎机上剪断感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警。

本发明的有益效果是：本发明根据CCD视觉检测的结果，将在当前捆扎点下，捆扎机能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给捆扎机械手，捆扎机械手进行准确定位，装在捆扎机器人上的捆扎机进行捆扎，以达到减少人工劳动强度，节省成本的目的。

附图说明

图1是本发明一种钢筋网智能捆扎机的整机布局图；

图2是本发明中钢筋捆扎平台的结构示意图；

图3是本发明中送丝机构的结构示意图；

图4是本发明中捆扎机的结构示意图；

图5是本发明中捆扎机械手的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例一：

如图1至图5所示，本发明的一种钢筋网智能捆扎机包括：用于摆放待绑钢筋的钢筋捆扎平台1；钢筋捆扎平台1设有钢筋定位卡槽11、平台输送滚轮12，钢筋定位卡槽11设置在钢筋捆扎平台1的侧端并定位钢筋的摆放位置，平台输送滚轮12驱动钢筋送至待捆扎区。钢筋捆扎平台1设有多个垫高台，多个设置在钢筋捆扎平台中间并承载钢筋的中部位置。

人工在钢筋捆扎平台1上根据基建图纸搭建钢筋框架，钢筋在平台中间部分受重弯曲，贴在钢筋捆扎平台1上的部分通过人工垫高，离钢筋捆扎平台1高度为3cm，钢筋捆扎平台1通过人工手动触发按钮，平台输送滚轮12驱动送至待钢丝捆扎区。

钢筋网智能捆扎机包括移动机构2，包括移动平台21、行走轴22，行走轴22设置在钢筋捆扎平台1的两侧，移动平台2滑动连接在行走轴上，并且移动平台2位于钢筋捆扎平台1上方；行走轴22为机器人移动第七轴，移动平台2可以用于放置需要捆扎的设备，并带动设备移动到需要被捆扎的钢筋处，有利于在占地面积比较大的钢筋捆扎平台1上方快速地移动到所需位置，不需要多个工人来同时操作，减少了人工成本，也提高了工作效率。

钢筋网智能捆扎机包括送丝机构3，送丝机构3设置在移动平台2上方，整卷钢丝捆绑钢筋的钢丝安装在送丝机构3上并通过其输送到捆扎机构4上；送丝机构3包括钢丝卷料台31、过渡轮32、拉动钢丝移动的驱动轮33、送丝软管34，钢丝卷料台31、过渡轮32、驱动轮33、送丝软管34按照钢丝路径设置在安装板上，整卷钢丝安装在钢丝卷料台31上，并且钢丝依次经过驱动轮33、过渡轮32进入送丝软管34中，并通过送丝软管34输送到捆扎机41上。钢丝从钢丝卷料台拉出后，经过多个过渡轮32的滑动衔接，并在驱动轮33的带动下滑入送丝软管34，送往捆扎机41，并随着捆扎时钢丝的消耗进行步进。

捆扎机构4，包括捆扎机械手42、捆扎机41、检测相机43，捆扎机41、检测相机43均连接在捆扎机械手42的一端，检测相机43的镜头方向设置有光源46，捆扎机械手42的另一端连接在移动平台21的下方，检测相机43定位检测待捆扎点的位置并反馈给捆扎机械手42，捆扎机械手42带动捆扎机41对待捆扎点进行捆扎。

捆扎机41设有机械手安装面44、电源信号接口45，捆扎机41通过机械手安装44面固定在捆扎机械手42上，捆扎机41通过电源信号接口45连接操作控制模块。电源信号接口45用于接收操作控制模块的信号，当其接收到操作信号后会进行捆扎，替代了人工判断的作业，提高了工作效率。

捆扎机械手42为六轴机械手，捆扎机械手42随着移动平台21移动，当移动到对应的捆扎位置后，六轴机械手实现精确地将捆扎机对准捆扎位置进行捆扎。

操作控制模块，操作控制模块分别连接控制移动机构2、送丝机构3、捆扎机构4；操作控制模块安装在机器人控制柜5里，机器人控制柜5放置在移动平台上端，操作控制模块收集检测相机43拍摄反馈的数据，并控制移动平台2的移动、送丝机构3的操作、捆扎机械手42和捆扎机41对钢筋的捆扎动作，以完成钢筋网智能捆扎机对钢筋十字交点13、钢筋网加强筋14的捆扎。

检测相机43为CCD视觉检测相机，捆扎机械手42末端设有机械手支架，捆扎机41、检测相机43均连接在机械手支架上，捆扎机41前端设有剪丝夹臂47，检测相机43的镜头朝向捆扎机的剪丝夹臂47的方向。采用CCD视觉检测定位的方法，对钢筋十字交点13位置，以及强筋14能否满足捆扎机进行捆扎的条件进行判断，从而通过视觉检测到的信息反馈给捆扎机械手42进行操作，保证了捆扎的精准和高效。

实施例二：

如图1至图4所示，钢筋捆扎平台1、送丝机构3、捆扎机41上均设有感应电极，感应电极连接操作控制模块；送丝机构3的一侧设有感应电极正接点，钢筋捆扎平台1上设有感应电极负接点，送丝机构3的另一侧设有钢丝断线感应电极，捆扎机41上设有钢丝剪断感应电极。感应电极对钢丝是否断裂进行检测，包括在送丝过程中，检测钢丝会不会中间断开，以保证钢丝的正常供应，若不能正常供应则预警，工作人员可以快速反应进行调整。在捆扎后检测钢丝是否有断开，若没断开则要进行预警，若断开则正常执行作业，避免未断的钢丝会拉扯住钢筋，影响作业安全。

实施例三：

如图1至5所示，基于本发明一种钢筋网智能捆扎机的捆扎方法，包括以下步骤：

S1. 在钢筋捆扎平台1上根据基建图纸搭建钢筋框架，驱动平台输送滚轮12将钢筋平台送至待钢丝捆扎区，并根据钢筋定位卡槽11进行放置；

S2. 将钢丝安装在钢丝卷料台31上，并通过驱动轮33、过渡轮32、送丝软管34输送到捆扎机41上；

S3. 对待捆扎的钢筋网交叉点13位置，以及加强筋14能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，将当前捆扎点捆扎机41能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给捆扎机械手42，捆扎机械手42对位置补偿偏移后进行准确定位捆扎；

S4. 捆扎机械手42带动捆扎机进行捆扎，完成后输出捆扎完成信号；

S5. 通过各段感应电极的电压来判断铁丝来料状况和捆扎后铁丝剪断情况是否正常，若正常则执行S6，若不正常则发出预警；

S6. 捆扎完成后，通过信号反馈，驱动平台输送滚轮12将钢筋平台传送出钢丝捆扎区外。

对钢筋网的交叉点13位置，以及加强筋14能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，根据CCD视觉检测的结果，会将当前捆扎点捆扎机41能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给六轴机械手，六轴机械手进行位置补偿偏移进行准确定位绑扎。

手持式捆扎机41改成法兰安装在六轴机器人上，充电式改为电源直供，原手持式充电自动化捆扎工具靠人工目视判断是否捆扎完成，现进行控制电路改造，改为捆扎完成后输出捆扎完成信号，实现更高效精确地捆扎。

其中，步骤S3中，加强筋能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，包括：判断钢筋网的交叉点位置是否满足处于加强筋的V形小筋正下方±20mm范围内，若满足则将结果及捆扎点需要偏移的位置数据发送给捆扎机械手42；若不满足，则设定捆扎机械手42自动跳过不捆扎，继续往下一个点判断。

捆扎动作完成后，对捆扎结果进行检测，绑扎完成检测，利用隔离电源方法，通过判断各段电极感应电压来感知铁丝来料状况和捆扎后铁丝剪断情况，具体为步骤S5具体包括：

S51. 铁丝来料状况判断：操作控制模块感知送丝机构3上钢丝断线感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警；捆扎生产过程中可通过感应电极来判断铁丝的物料状态，可提前进行物料异常预警。

S52. 铁丝剪断情况判断：操作控制模块感知捆扎机41上剪断感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警；可通过各段的感应电极来判断捆扎完成后铁丝是否切断。

本发明采用经过改造成法兰安装且带有完成信号反馈的捆扎机41安装在第七轴桁架的机器人配合视觉定位判断进行钢筋网智能绑扎，实现高速绑扎，节省大量的人力资源。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢筋网智能捆扎机，其特征在于，包括：

用于摆放待绑钢筋的钢筋捆扎平台；

操作控制模块，所述操作控制模块分别连接控制移动机构、送丝机构、捆扎机构；

移动机构，包括移动平台、行走轴，所述行走轴设置在钢筋捆扎平台的两侧，所述移动平台滑动连接在行走轴上，并且移动平台位于钢筋捆扎平台上方；

送丝机构，所述送丝机构设置在移动平台上方，整卷钢丝捆绑钢筋的钢丝安装在送丝机构上并通过其输送到捆扎机构上；

捆扎机构，包括捆扎机械手、捆扎机、检测相机，所述捆扎机、检测相机均连接在捆扎机械手的一端，所述捆扎机械手的另一端连接在移动平台的下方，所述检测相机定位检测待捆扎点的位置并反馈给捆扎机械手，所述捆扎机械手带动捆扎机对待捆扎点进行捆扎。

2.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述钢筋捆扎平台设有钢筋定位卡槽、平台输送滚轮，所述钢筋定位卡槽设置在钢筋捆扎平台的侧端并定位钢筋的摆放位置，所述平台输送滚轮驱动钢筋送至待捆扎区。

3.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述送丝机构包括钢丝卷料台、过渡轮、拉动钢丝移动的驱动轮、送丝软管，所述钢丝卷料台、过渡轮、驱动轮、送丝软管按照钢丝路径设置在安装板上，整卷钢丝安装在钢丝卷料台上，并且钢丝依次经过驱动轮、过渡轮进入送丝软管中，并通过送丝软管输送到捆扎机上。

4.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述捆扎机设有机械手安装面、电源信号接口，所述捆扎机通过机械手安装面固定在捆扎机械手上，所述捆扎机通过电源信号接口连接操作控制模块。

5.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述捆扎机械手为六轴机械手，所述检测相机为CCD视觉检测相机，所述捆扎机械手末端设有机械手支架，所述捆扎机、检测相机均连接在机械手支架上，所述捆扎机前端设有剪丝夹臂，所述检测相机的镜头朝向捆扎机的剪丝夹臂的方向。

6.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述钢筋捆扎平台、送丝机构、捆扎机上均设有感应电极，所述感应电极连接操作控制模块；所述送丝机构的一侧设有感应电极正接点，所述钢筋捆扎平台上设有感应电极负接点，所述送丝机构的另一侧设有钢丝断线感应电极，所述捆扎机上设有钢丝剪断感应电极。

7.根据权利要求1所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述钢筋捆扎平台设有多个垫高台，多个所述设置在钢筋捆扎平台中间并承载钢筋的中部位置。

8.一种钢筋网智能捆扎方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 在钢筋捆扎平台上根据基建图纸搭建钢筋框架，驱动平台输送滚轮将钢筋平台送至待钢丝捆扎区，并根据钢筋定位卡槽进行放置；

S2. 将钢丝安装在钢丝卷料台上，并通过驱动轮、过渡轮、送丝软管输送到捆扎机上；

S3. 对待捆扎的钢筋网交叉点位置，以及加强筋能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，将当前捆扎点捆扎机能否捆扎的结果及捆扎点需要偏移的位置数据通过数据传输方式发送给捆扎机械手，捆扎机械手对位置补偿偏移后进行准确定位捆扎；

S4. 捆扎机械手带动捆扎机进行捆扎，完成后输出捆扎完成信号；

S5. 通过各段感应电极的电压来判断铁丝来料状况和捆扎后铁丝剪断情况是否正常，若正常则执行S6，若不正常则发出预警；

S6. 捆扎完成后，通过信号反馈，驱动平台输送滚轮将钢筋平台传送出钢丝捆扎区外。

9.根据权利要求8所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述步骤S3中，加强筋能否满足捆扎枪进行捆扎的条件进行判断，包括：

判断钢筋网的交叉点位置是否满足处于加强筋的V形小筋正下方±20mm范围内，若满足则将结果及捆扎点需要偏移的位置数据发送给捆扎机械手；若不满足，则设定捆扎机械手自动跳过不捆扎，继续往下一个点判断。

10.根据权利要求8所述的钢筋网智能捆扎机，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

S51. 铁丝来料状况判断：操作控制模块感知送丝机构上钢丝断线感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警；

S52. 铁丝剪断情况判断：操作控制模块感知捆扎机上剪断感应电极的电压情变化，若有电压值，则执行下一步操作，若电压值为零，则发出预警。

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